模块化建筑刚性桩复合地基共同作用试验分析

本文依据某模块化示范楼,制作了简化后的1∶10的模块化建筑刚性桩复合地基的室外缩尺模型,考虑了上部模块结构与地基基础共同作用。通过模型试验分析了上部模块刚度变化对上部模块钢柱、筏板基础和刚性桩复合地基各受力体的影响。结果表明:模块化建筑中部柱轴力>边部柱轴力>角部柱轴力;随上部模块刚度的增加,中部柱轴力逐渐减小,边部柱和角部柱轴力逐渐增大;筏板基础中部沉降最大,边部沉降最小,整体沉降随上部模块楼层的增加逐渐增大;角部桩身轴力>边部桩身轴力>中部桩身轴力,桩身轴力沿着桩深度方向先增大后减小;桩身上部一定范围内产生负摩阻力。分析结果能够为模块化建筑单元构件设计及刚性桩复合地基基础优化设计提供参考。

不均匀地层中刚性桩复合地基变形及加固措施分析

刚性桩复合地基凭借其工后沉降小、施工周期短、整体稳定性强、社会经济效益高等优势,逐渐得到广泛应用,但也伴随着一些工程问题,如在不均匀地层下刚性桩复合地基路堤容易出现稳定性问题。本文针对不均匀地层下刚性桩复合地基典型工程案例展开研究,采用有限元软件建立三维模型,揭示改进方案前后不均匀地层下刚性桩复合地基的变形规律,研究3种加固方式对于刚性桩复合地基稳定性的增强效果。结果表明:不均匀地层下刚性桩复合地基会产生偏应力进而引起路堤差异沉降,结构稳定性较差,改进方案可以有效降低路堤沉降,提高结构整体稳定性,横梁加固可以有效提高刚性桩复合地基的水平稳定性。

刚性桩复合地基的载荷试验问题

《建筑与市政地基基础通用规范》(GB 55003—2021)对刚性桩复合地基承载力验收的条文是:复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验,对有粘结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验。在实际工程中,可能会遇到这样的情况:(1)复合地基静载荷试验合格,单桩静载荷试验不合格,复合地基承载力真的不合格吗?(2)复合地基和单桩静载荷试验都合格,复合地基承载力就一定合格吗?本文对此进行了分析讨论,认为与地质条件有关,规范方法主要是针对单一均匀地基的情况,对于多层土地基,规范方法有局限性,由于试验压板尺寸小,压板试验还不能反映深层土的影响。对于大尺寸的基础,还要进行科学的分析,应对实际尺寸的基础沉降进行计算分析,才能判断和保证工程的安全,仅靠小尺寸的压板载荷试验是不够完善的。

基于现场试验的CFG桩复合地基桩帽与垫层效应分析

【目的】柔性垫层和桩帽对CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比和沉降均有较大影响,但目前柔性垫层与桩帽在现场试验中如何共同影响复合地基特性仍有待进一步的研究。【方法】以CFG桩复合地基软基处理的某路段作为工程背景,在土工格栅层数不变的情况下,对垫层厚度为100 mm、200 mm、300 mm,桩帽尺寸为0.8 m、1.0 m、1.2 m组合下的形式进行了现场原位试验,研究了CFG桩复合地基的桩土应力比、荷载分担比和沉降特性。【结果】现场试验表明:随着垫层厚度由100 mm增大到300 mm,桩土荷载比减小了51.5%,桩土应力比减小了52.5%,总沉降量增大了7.9%;随着桩帽直径由0.8 m增大到1.2 m,桩土荷载比增大了29.0%,桩土应力比减小了29.2%,总沉降量10.4%.本文区域地质条件,宜选用垫层厚度100 mm、桩帽直径为1.2 m的CFG桩复合地基形式。

排水桩-网复合地基处置可液化路堤地基的振动台试验研究

排水刚性桩融合了刚性桩基础承载力高和具有排水性能的双重优点。为研究排水刚性桩处置可液化路堤地基的抗液化作用效果,采用7#硅砂作为路堤地基模型材料,3×5群桩布置形式,在水平向和竖直向施加双向动力荷载,对排水桩-网复合地基和普通桩-网复合地基处理可液化路堤地基开展了振动台模型试验研究。从超孔隙水压力、加速度、沉降等动力响应对排水桩-网复合地基的抗液化作用效果进行了分析。试验结果表明:排水桩-网复合地基的处置效果明显优于普通桩-网复合地基的加固效果。排水桩工况超孔压比峰值最大值为0.79,最小值为0.61,普通桩工况超孔压比峰值均达到1.0,处于完全液化状态。排水桩工况水平向峰值加速度放大系数沿路堤模型底部至顶部呈现明显的放大效应,峰值加速度放大系数最大值为1.60。普通桩工况峰值加速度放大系数呈现一定的液化地基减震效应,峰值加速度放大系数最大值为1.07。排水桩工况沉降平均值为11.4 mm。普通桩工况沉降平均值为25.7 mm,排水桩工况最终沉降量平均值较普通桩工况减小55.6%。排水桩能够有效加快超孔隙水压力的消散,减小路堤沉降量,是一种处置可液化地基的有效措施。

加筋路堤下刚性桩复合地基变形特性分析

刚性桩复合地基在珠海地区软土区道路工程中应用时常出现沉降和不均匀沉降较大的问题,进而引发沿路管线破坏和路面波浪起伏。为了解决深厚软土区刚性桩复合地基存在的沉降和差异沉降过大问题,优化复合地基设计,为防治道路病害提供参考,本研究通过数值计算方法建立了平面应变模型。将三维桩体和桩帽进行二维等效,并考虑了路堤填注和土体固结的过程,分析了基准工况和不同参数条件下加筋路堤下刚性桩复合地基变形特性。结果表明:刚性桩复合地基的变形可分为变形协调区、统一沉降区和压缩变形区,其中变形协调区主要影响差异沉降,压缩变形区主要影响总沉降,统一沉降区则因自身压缩变形小,随复合地基整体下沉,而起到减小总沉降的作用;在桩两端约束强于桩中部约束的情况下,边桩可能首先在中部发生弯曲破坏;刚性桩复合地基施工过程中出现的路堤外隆起现象会在工后逐步消失并在路堤带动下发生沉降;参数分析结果表明,持力层的强度、桩端嵌入持力层深度对路堤沉降影响最大,而桩间距、桩帽尺寸对差异沉降影响最大,场坪土的强度及砂黏性、褥垫层厚度、地下水深度对路堤沉降均有一定影响,但影响较为有限。因此,对于深厚软土区域,根据软土厚度确定桩长并合理增大桩间距和桩帽尺寸,可以控制路堤沉降并节省工程造价。

基于既有桩基承台的塔式起重机复合基础建造方法研究

在超高层基础施工时,需要同步施工塔式起重机基础。桩承台作为超高层常用基础形式,一般需要将塔式起重机基础预埋件布置在桩承台中心位置,以获得最优承载力。限于结构平面布置或塔式起重机作业安全距离的限制,无法将塔式起重机基础布置于承台中心,进而无法保证塔式起重机基础的受力安全性。针对上述问题,提出了基于既有桩基承台的塔式起重机建造方法,该方法可结合超高层原有桩基承台和筏板兼作塔式起重机基础,避免了塔式起重机基础的补桩等施工措施,显著节约了钢筋、混凝土等材料成本、人工成本和工期成本。

基于附加应力法的刚性桩复合地基沉降影响参数分析

针对现有文献中刚性桩复合地基沉降的影响因素分析较为缺乏这一问题,基于刚性桩复合地基的附加应力法,对地基土、刚性桩、路堤等因素对加固区沉降、中性面深度、负摩擦力等的影响规律进行了分析。研究结果表明,加固区沉降随淤泥质粉质黏土压缩模量、工作垫层厚度、工作垫层侧阻力逐渐增加;中性面深度随工作垫层厚度逐渐增加,但随工作垫层侧阻力逐渐减小;负摩擦力均随工作垫层厚度、工作垫层侧阻力逐渐增加。加固区沉降均随桩端土极限端阻力、总极限端阻力和单桩极限承载力逐渐增加。相对于开口条件,桩端为闭口时,桩端阻力较大,单桩承载力较高,加固区沉降较小。加固区沉降均随路堤高度、路堤填料重度、路堤顶宽和路堤边坡坡率逐渐增加;中性面深度和负摩擦力也随之呈现增加趋势。此研究结果可为刚性桩复合地基设计与计算提供一定参考。

软土地区刚性桩复合地基沉降控制综述

软土在沿海地区广泛分布,而软土地基的沉降控制较难,因而复合地基逐渐成为软土地基处理的主要形式。刚性桩复合地基作为复合地基的典型代表之一,其桩和土均发挥了部分承载作用,该类地基沉降控制首要考虑软土因素及地基处理措施。为此从“软土”及“地基处理措施”两方面,分析地基沉降的主要影响因素,并综述了软土地区刚性桩复合地基沉降的控制要点。

云南红河特大桥浅埋重力式锚锭基础现场试验研究

云南红河特大桥建水侧采用浅埋重力式锚碇基础,锚碇后趾区和前趾区分别坐落在中风化板岩和强风化板岩上。该工程在前趾区域采用非等长刚性桩复合地基方案解决土岩组合地基、偏心受荷等因素引起的不均匀沉降和水平变位问题。为保证方案可靠性,项目在中风化和强风化板岩区域分别进行了3组直剪试验、3组载荷试验,针对刚性桩开展了2组单桩载荷试验。试验得到了中风化、强风化板岩的地基承载力分别不小于1200 kPa、800 k Pa,与基础的摩阻系数分别为0.60、0.55;单桩承载力特征值不小于3500 kN。

钻孔灌注桩-筏基础优化为刚性桩复合地基分析

超高层建筑桩–筏基础的钻孔灌注桩在复杂地质条件下,施工困难,难以成桩,拖慢施工工期,较大程度上增加建造成本。基于此,结合以往CFG桩复合地基在高层建筑中的使用情况及场地地质地层条件,考虑将超高层建筑的钻孔灌注桩—筏形基础进行优化,采用刚性桩复合地基满足承载力要求,保证结构安全,加快施工工期,降低施工成本。刚性桩复合地基为长螺旋钻孔压灌工艺施工长钢筋混凝土桩+短素混凝土桩,长短桩交错布置,桩顶铺设合适厚度的级配碎石褥垫层,在褥垫层上部施工基础筏形。

大桩距刚性桩复合地基压板试验预制承压板设计

针对刚性桩复合地基压板试验承压板尺寸大,采用传统钢制承压板存在制作成本高、易变形、各尺寸适用灵活度低等缺陷,本文结合工程实际中各承压板所需尺寸,采用单、双层预制钢筋混凝土板代替钢板。试验前采用‘理正’结构计算软件验算承压板厚度和配筋。提出以双层预制钢筋混凝土承压板代替单层板,可进一步降低造价,便于安装,并满足压板刚度,提高试验精度,为大尺寸承压板设计提供参考。

劲性复合桩在电力工程软土地基处理中的应用与研究

以安徽省铜陵某110 kV变电站工程软土地基处理工程为例,研究劲性复合桩在电力工程软土地基处理中的应用。论文介绍劲性复合桩软土地基设计方案,并从管桩制作、吊装、运输以及验收等施工全过程分析劲性复合桩施工的控制要点,通过复合桩静载试验对地基处理结果进行效果评价,同时总结劲性复合桩在电力工程软土地基处理中的质量问题,如搅拌头提升速度过快、桩位偏差过大、桩体垂直度偏差过大、施工设备问题等,并提出相应的控制措施。

带帽桩复合地基复合桩土应力比的计算及影响因素分析

在分析带帽刚性桩复合地基试验成果的基础上,提出复合桩土应力比的概念,以合理反映带帽桩复合地基的力学性状。以土力学和弹性理论为基础,基于合理假定,采用等沉面的思想,考虑复合桩体发生上、下刺入变形现象,推导出能够反映层状不均质地基和带帽桩复合地基空间三维沉降变形特征的复合桩土应力比隐式计算公式。通过工程算例,分析了桩体中心间距、桩长、桩帽尺寸、垫层变形模量、下卧层土体变形模量、桩帽间土体变形模量和静止侧压力系数等因素的影响,提出了利用复合桩土应力比进行带帽桩复合地基按桩帽间土体沉降量控制优化设计的思路。

基于沉降控制的刚性桩复合地基设计方法及应用

分析目前按照规范设计刚性桩复合地基存在的一些问题。在分析褥垫层在刚性桩复合地基中的作用、垫层厚度和桩间土刚度对桩土应力比的影响规律的基础上,利用杨光华提出的切线模量法,研究按照沉降控制的刚性桩复合地基设计方法。具体实现过程为:首先,假设两者为相对独立的体系,分别计算地基土和桩基的非线性沉降p-s曲线;然后,根据桩土变形协调原则,利用已经得到的p-s曲线,得到复合地基的沉降曲线;最后,通过控制沉降量和调整垫层的厚度,优化桩和土分担的荷载,从而使刚性桩复合地基的设计达到理想的优化状态。最后利用该方法对具体工程进行优化设计,实测沉降结果与沉降计算值较为接近,说明了该方法的合理性。该方法较好地考虑了土、桩的共同作用,参数来源简单,且相对较可靠,可为刚性桩复合地基的设计提出一种新的思路。

刚性桩复合地基在不同荷载下的桩土分担特性

利用解析解答对刚性桩复合地基在竖向荷载下的工作特性进行了较深入的分析,着重讨论了桩土应力比及荷载分担比等随复合地基荷载、垫层厚度、垫层模量、桩长、桩间距、桩间土模量和桩端土抗力系数等因素变化的规律.计算结果表明,竖向荷载作用下,桩土应力比随复合地基荷载、垫层模量、桩长和桩间距的增加而增大,随垫层厚度和土体模量的增加而减小,同时也表明复合地基的设计参数有合理的取值范围.

刚性桩复合地基在水平荷载作用下工作性状的模型试验

刚性桩复合地基在一些地区已开始在高层建筑中应用,为了了解带褥垫层复合地基在水平荷载与竖直荷载共同作用下的工作性状,进行了一系列模型试验,并在试验的基础上分析了不同垂直荷载、不同褥垫层厚度对水平荷载作用下的桩顶、桩身及褥垫层顶部水平位移的影响,揭示了基础—褥垫层—桩在水平荷载作用下的相互作用机理。

基础刚度对刚性桩复合地基桩土荷载分担比的影响

结合甲醇储罐基础的现场试验,对不同基础刚度条件下的刚性桩复合地基桩、土承载力发挥系数和桩、土荷载分担比进行了研究。试验表明:基础刚度对桩、土承载力的发挥和荷载分担比具有显著的影响,在给定褥垫厚度、相同桩长、相同桩距条件下,基础刚度较大的桩承载力能充分发挥,柔性基础条件下桩间土承载力能充分发挥,桩承载力发挥很少。基础刚度较大的刚性桩复合地基的桩荷载分担比比柔性基础桩荷载分担比大,而柔性基础土荷载分担比比刚性基础土荷载分担比大。

刚性桩复合地基沉降计算方法的探讨及应用

对规范建议的刚性桩复合地基沉降计算方法进行了讨论,指出该法在应力场假定、加固区复合模量的取法上还有待完善。之后,根据试验结果并结合理论分析,提出沉降计算的一种近似方法——双层应力法。该方法在对复合地基的应力分布进行分层假定的基础上,利用《建筑地基基础设计规范》中的分层总和法计算沉降。最后,利用实际工程对双层应力法进行了验证,并将该法在24项工程中加以应用。

刚性桩复合地基沉降计算方法

基于原状土切线模量法,对刚性桩复合地基的沉降计算提出一种新的沉降计算方法。该方法用切线模量法分别计算基础下土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线。依据共同作用时桩和桩间土的沉降相等的条件,对土体和刚性桩的荷载–沉降过程曲线进行复合得到刚性桩复合地基的荷载–沉降过程曲线,则刚性桩复合地基的沉降可以根据其荷载–沉降曲线得到。对于有复合地基的载荷试验的情况,提出直接利用其试验曲线建立复合地基的双曲线切线模量方程,利用该方程计算实际基础的沉降。通过工程实例表明,新的沉降计算方法具有较好的精度。